JPH0377064B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオンデマンド型インクジエツト記録装
置に関する。このオンデマンド型インクジエツト
記録装置は、その実用化にとつて信頼性の確立が
最も重要な課題となつてきている。このような状
況下で本発明者は、あらゆる環境条件下で安定に
作動するインクジエツト記録装置を既に特願昭56
−155209号として提案した。

本発明は、この提案を発展させ、実用化のため
の改良を行つたものである。

上述の提案は、キヤツプ、ポンプにより記録に
先立つてヘツドへインクを充填する機構を具備
し、これが、ノズル面へのゴミの付着、ヘツド内
への気泡の発生等の万一のトラブルに対してのフ
レツシユ機構を兼ねていること、さらに、切換弁
を有し、非記録時又は、異常高温、低温時等にヘ
ツド内のインクを排出しノズルでのインクの固化
インク凍結によるヘツドの破壊等を防ぐものであ
つた。本発明は、この基本的な考え方をより具体
化すると共に、実用化のための数々の改良を加え
たものである。

本発明の目的は、ヘツド内にインクを充填し終
わり、キヤツプをノズル端面から外した際に飛散
するインクによつて装置内底部が汚れることを防
止することにある。

以下、本発明の機構を実施例にもとづき詳説す
る。

第１図は本発明のインクジエツト記録装置の一
実施例であり、待機位置周辺の概要図である。後
に夫々の部材については詳説するのでここではそ
れらの要素の配置のみを示した、インクジエツト
ヘツド１（以後単にヘツドと称す）はキヤリツジ
２に搭載され、キヤリツジ軸３にガイドされて左
右に移動しながら記録紙４との対向領域にあつて
は印字動作を、待機位置となる記録紙４との対向
領域外にあつては、インクの充填、排出、クリー
ニング等の動作が行われる。

キヤリツジ２が印字領域から待機領域へ移動し
てくるとキヤリツジ２の突出部６が装置のベース
に取り付けられたマイクロスイツチ７と係合し、
スイツチを動作させるとともにキヤリツジ２はス
トツパー８により停止させられる。このときヘツ
ド１はヘツドクリーナー９と対向しクリーナー９
を動作させるとヘツド１のノズル面のクリーニン
グを行なう。ここでストツパー８の役割は、キヤ
リツジ２の停止位置の精度を出すもので、マイク
ロスイツチ７の動作にやや遅延して、キヤリツジ
２の駆動源（モーター等）の動力を切ることによ
つて実現できる。クリーニング動作が終わるとソ
レノイド２３が通電され、吸引キヤツプ１０が後
退するとともにストツパー８がキヤリツジ２のス
トツプ位置からずれる。そしてキヤリツジ２がさ
らに左へ移動し左端のフレーム１１に当つて停止
し、今度はヘツド１と吸引キヤツプ１０が対向す
るので、ソレノイド２３への通電を切るとバネに
よる復元力で吸引キヤツプ１０がヘツド１のノズ
ル面を密着し、ポンプ（後述）を動作させること
によつてヘツド１へのインクの充填又はインクの
排出を行う。インクの充填の終了時点において
は、ノズルから吸引してインクを充填するため、
充填を確実にするには余分のインクがノズルから
摘出するので、後述の如くポンプ停止後若干遅延
してキヤツプ１０を開く等の工夫を要するが、ノ
ズル面へのインク付着はまぬがれない。そして印
字動作φ等にこの付着インクが滴下して装置の底
部を汚す危険性がある。そこでヘツド１の左側に
インク吸収容器１２を有し、第２図に示すように
ヘツド１ノズル面の付着インク１３を受部１４で
受けインク吸収容器１２へ多孔質部材などを利用
して吸収する。しかし長期間にはこの吸収容器１
２も飽和することが考えらえるので吸収容器１２
の左壁に穴１５を設け、キヤリツジ２が最左端に
来たとき、左フレーム１１に取り付けられた部材
１６がこの穴１５に入り内部の多孔質部材を圧縮
させ吸収容器１２の下部に設けた排出口１７より
多孔質部材に吸収されたインクを排出させる。こ
のときインクは受け部材１８に滴下し導管１９に
より排インク容器に導かれる。

次にクリーナー９、吸引キヤツプ１０及びそれ
らの駆動部等の詳細について述べる。第３図はこ
れらの機構の分解斜視図である。第４図、第５図
は第３図の矢印Ａ，Ｂ方向からみたそれぞれの側
面図である。モータ２０はポンプ２１、切換弁２
２、クリーナー９などを駆動する動力源である。
２３は吸引キヤツプ１０、クリーナー９を移動さ
せるソレノイドで、これらの部材は全て第１フレ
ーム２４と第２フレーム２５に取りつけられ全体
として一体のユニツトになつていて記録装置へは
このユニツトを左フレーム１１（第１図）に取り
付けられる。

モーター２０の回転はギヤ輪列により減速され
最終的に歯車２６に伝えられその軸２７には一方
にポンプ２１を駆動する作動板２８、切換弁２２
を駆動するカム２９、ポンプ２１の下死点を検出
する検出板３０とベルト車３６が軸着されてい
る。ポンプ２１は作動板２８上のピン２８１とピ
ンフオロワ３０と係合させてピストン軸３１を往
復駆動することによつて機能する。当然のことな
がらポンプ２１のピストンとシリンダーは低摩擦
係数で気密性が要求される。ここではピストンは
ゴム製でその弾性で気密性を持たせ、その表面に
フツ素樹脂被膜をコーテイングして摩擦係数を小
さくしている。このフツ素樹脂皮膜としてはゴム
をバインダーにしたコーテイング剤（例えばダイ
キン工業製：ダイエル・ラテツクス）が適してい
る。

ポンプとしては第６図に示す蛇腹式でピストン
−シリンダー式に代えることが可能である。ゴム
成型した蛇腹３２の一端にピストン軸３１を固着
しポンプ本体２１に気密に装置しピストン軸３１
を往復駆動して蛇腹３２を伸縮し一方向弁３４，
３５との作用でピストン−シリンダー式と同等の
機能が果せるが、摺動部がないため、より信頼性
に優れる。

一方、軸２７に軸着されたカム２９は切換弁２
２を作動させるもので、切換弁２２からの導管２
２１，２２２はそれぞれヘツド１とインクタンク
（図示せず）に連結されている。切換弁２２の作
動によりヘツド１に連結された導管２２１を導管
２２２と連通させたり大気と連通させたりし、イ
ンクの吸入、排出の動作を行なう。図示されてい
ないが、切換弁２２の流路切換用のパツキンは摺
動して切換を行なうため、ポンプ２１のピストン
と同様に低摩擦係数、気密性が要求され、その表
面にはやはりフツ素樹脂皮膜がコーテングされて
いる。

さらに、軸２７に軸着された検出板３０はポン
プ２１のピストンの下死点を検出するためのもの
で、検出板３０には永久磁石３３が固着されてい
て第２フレーム２５に取りつけられた基板３７上
の磁気検出器３７１によつて検出板３０の１回転
中の一点を検出できる。この位置をピストンの下
死点に一致させればこれを検出することができ
る。これはヘツド１へのインク充填に際して、ピ
ストンの減圧工程中にモーター２０を停止させ吸
引キヤツプ１０をヘツド１から除去すると、ノズ
ルから噴出中のインクがキヤツプ１０を開けた瞬
間に外部へ飛び散ることになる。従つて少なくと
もピストンの加圧工程中、最も確実には、ピスト
ンの下死点でポンプ２１即ちモーター２０を停止
させてキヤツプ１０を開けば、これを避けること
ができる。ただし、実際にはポンプ２１と吸引キ
ヤツプ１０間の導管中をインクを流すためにピス
トンの加圧、減圧は吸引キヤツプ１０内では若干
遅れる。従つて、ピストンの加圧工程中でモータ
ーを停止させて、その直後に吸引キヤツプ１０を
ヘツド１から解除するとやはりインクが外へ飛散
する場合がある。これを避けるには、ピストンの
加圧工程中にモーターを停止させかつ、数秒（実
験によると１〜５秒）後に吸引キヤツプ１０を解
除すると外部へのインク飛散はなくなる。従つて
インク充填動作においては前述の検出板３０によ
りピストンの加圧工程〜下死点を検出してモータ
ー２０を停止させる制御を行うことが重要であ
る。

又、軸２７にはベルト車３６が軸着されていて
これにはベルト３８がかけられていてクリーナー
９を作動させる。クリーナー９は図の如く、ゴム
の平リングに複数のヘラ状の突起９をもつもの
で、これを２本のクリーナー軸３９，４０にかけ
られている。上述のベルト３８はベルト車３６を
このクリーナー軸３９，４０の一端との間にかけ
られていてモーター２０による歯車２６が回転す
るとベルト３８からクリーナー９が作動され、ヘ
ツド１と対向している時突起９１によりそのノズ
ル面のゴミ、ケバなどをかき落す作用をする。

次にソレノイド系の概要図である第７図を加え
てソレノイド２３の機能について述べる。ソレノ
イド２３の可動磁心２３１は作動レバー４２を介
して、キヤツプ支持体４３に係合している。吸引
キヤツプ１０はキヤツプ支持体４３に軸４４よつ
て取り付けられているので、吸引キヤツプ１０は
軸４４のまわり（矢印Ｃ）に若干揺動可能であ
る。これは吸引キヤツプ１０がヘツド１に係合し
たとき気密係合するのに重要である。キヤツプ支
持体４３は軸４５に取りつけられているとともに
引張バネ４６により矢印Ｄの力が作用し、即ち軸
４５のまわりに矢印Ｅの回転力を受けストツパー
４７に度当りしている。ソレノイド２３に通電さ
れると可動磁心２３１がソレノイド２３内に吸引
され作動レバー４２を介してキヤツプ支持体４３
を引張りバネ４６の作用力に抗して矢印Ｅと逆方
向に回転させる。この回転は吸引キヤツプ１０と
ヘツド１の係合を解除する。又は、ヘツド１が吸
引キヤツプ１０の位置への移動を可能にするもの
である。第３図の実施例ではソレノイド２３は上
述の如く吸引キヤツプ１０の作動だけでなく、ク
リーナー９もそのクリーナー支持体４８がキヤツ
プ支持体４３と同様軸４５に取りつけられ引張り
バネ４６の作用力を受けているので、ソレノイド
２３の通電により吸引キヤツプ１０と同じ動きを
するように構成されている。従つてヘツド１とク
リーナー９が対向しているときソレノイド２３の
非通電時はクリーナー９の突起９１はヘツド１の
ノズル面に接触し、モーター１０の駆動でノズル
面のよごれをかき落す作用をするが、ソレノイド
２３へ通電したときは突起９１はノズル面との接
触が解除される。このような構成にした理由を第
１図にもどつて説明するとキヤリツジ２が印字領
域からクリーナー９の対向位置に来る。このとき
ソレノイド２３への通電は行わないが、突起はゴ
ムでありその弾性による変形でヘツド１のクリー
ナー部への移動が行なえる。この位置でクリーニ
ングした後ソレノイド２３を通電し吸引キヤツプ
１０を逃がしヘツド１を吸引キヤツプ１０位置に
移動する。そしてソレノイド２３の通電を切つて
ヘツド１と吸引キヤツプ１０を気密係合しポンプ
２１を作動してヘツド内のインクをリフレツシユ
する。

しかる後ソレノイド２３に再通電し吸引キヤツ
プ１０とクリーナー９が逃がした状態でキヤリツ
ジ１０を一気に印字領域へ移動する。このときノ
ズル面はクリーナー９の突起９１とは非接触であ
る。即ち、クリーナー９はノズル面に付着した紙
粉等をかき落すものであるが逆にクリーナー９の
突起にはゴミ、ケバが付着する。従つて、吸引キ
ヤツプ部でヘツド１をリフレツシユした後にその
ノズル面にクリーナー９の突起９１を接触せしめ
るのはノズル面を汚染する危険がある。

本実施例はこれを避けるためヘツドリフレツシ
ユ後はクリーナー９には非接触にしたものであ
る。

次に第１図に述べたストツパー８の作動につい
て第３図で説明する。ストツパー８は第１フレー
ム２４に軸４９に回転可能に取りつけられその一
端５０で作動レバー４２と係合している。従つて
ソレノイド２３が通電されるとストツパー８は軸
４９を中心に回転するのでその他端５１が移動す
る。ソレノイド２３への非通電時のこの端部５１
の位置がキヤリツジ２のストツパーとなり、通電
時の位置はこれを解除するようにキヤリツジ２の
形状が形作されていて第１図で述べた機能を持
つ。

以上がヘツド１のインクの充填、インクの排出
ノズル面のクリーニングのための機構の実施例を
示した。次にこれらの機構の動作（制御方法）に
ついて前述と重複する部分もあるが整理して以下
に述べる。

(1) クリーニング ヘツド１のクリーニングは記録中印字が乱れ
たときに行われる。印字乱れはノズルからのイ
ンク滴の噴射異常になることで経験的に最も、
頻度が高いのは記録紙から発生す紙粉等のゴミ
がノズル部へ付着することであり、それ以外で
はヘツド内に気泡が発生して噴射不能になるこ
とや特定のノズルが長期間噴射されずそのノズ
ルのインクが固化して噴射不能になることなど
が考えられる。しかし上述の紙粉以外は極くま
れである。従つてクリーニングは記録異常時ユ
ーザーがクリーニング用スイツチを押して行わ
れるが、紙粉の付着する確率を求め、定期的に
自動クリーニングを行えばユーザーによる操作
は非常に少なくて済む。実験によると記録紙の
紙質、装置の置かれる雰囲気にもよるが連続記
録５時間〜20時間でノズル部に紙粉が付着す
る。従つて例えば記録、非記録にかかわらず５
時間毎に自動クリーニングを行うようにすると
か、印字した量と停止時間などを適当に判断し
て自動クリーニングを行うようにすればよい。

クリーニング動作は以下に述べる一連の動作
を行う（第１図参照）キヤリツジ２を左へ移動
しマイクロスイツチ７が作動した時点から若干
（１秒くらい）遅延してキヤリツジ２の動力を
止め、キヤリツジ２をストツパー８の位置で確
実に停止させる。ここではヘツド１のノズル面
とクリーナー９が対向しているのでモーター２
０を駆動すればクリーナー９が作動しノズル面
のゴミをかき落す。（この動作約２〜３秒） 次にソレノイド２３に通電し吸引キヤツプ１
０、ストツパー８をヘツド１、キヤリツジ２か
ら逃した状態でキヤリツジ２をさらに左へ移動
し左フレーム１１に当てた状態で停止させる。
ここでソレノイド２３の通電を切り吸引キヤツ
プ１０をノズル面に気密係合させモーター２０
をインク充填方向に駆動する。これでヘツド内
のインクがリフレツシユされる。ここでモータ
ー２０はポンプ２１の下死点又は少なくとも、
そのシリンダー内が加圧工程にあるときに停止
するように制御される。このヘツド内のインク
リフレツシユ工程は２〜５秒。次にモーター２
０の停止後やゝ遅延して（１〜４秒）再びソレ
ノイド２３に通電して吸引キヤツプ１０を解除
しキヤリツジ２を右方向の印字領域へ移動す
る。

(2) インク排出 インク排出時もノズル面を清掃にしておくべ
きで上述のクリーニング動作と同様、クリーナ
ー９でクリーニングした後吸引キヤツプ１０を
ノズル面と気密係合させ、モーター２０をイン
ク排出方向に駆動する。切換弁２２が大気に切
換わりヘツド内へ空気を充填することによつて
内部のインクを排出する。（この工程10〜40秒）
モーター２０は任意の位置で停止させ、その状
態を保持する。即ちヘツドと吸引キヤツプは係
合した状態で次に装置へ電源が入れられる迄保
持される。

(3) インク充填 ヘツド内へのインク充填は、ヘツド内のイン
クが排出された後、印字をする前に行われる。

上で述べた如く電源オフで必ずインクを排出
する場合は電源オンで必ずインク充填が行われ
る。

インク充填動作は、前述のクリーニング動作
と同じで良い。ただし、ヘツド１は吸引キヤツ
プ１０と係合した状態でスタートすることが多
いのでその場合はクリーナー９の動作等は省略
単にモーター２０をインク充填方向に回転させ
て充填を行えば良い。又、モーター２０の停止
はポンプの下死点か、加圧工程で行うこともク
リーニング動作と同様である。

以上本発明の実施例について詳説したが、本発
明は先願（特願昭56−155209）を発展、改良する
ことによつてヘツドへのインクの充填、排出、ク
リーニングをより安定に確実に行うものでインク
ジエツト記録装置の信頼性の向上に大きく寄与す
るものである。

本発明の如く、ポンプの加圧工程中にインク充
填を終了させることにより、ノズルキヤツプをヘ
ツドから外しても、インクが飛散することなく、
装置底部を汚すことなく、確実なインク充填が可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジエツト記録装置の一
実施例であり、待機位置周辺の概要を表わす。第
２図はヘツドのノズル端面側からみた図である。
第３図は第１図の装置を更に詳しく表わした分解
斜視図である。第４，５図は第３図の矢印Ａ及び
Ｂ方向からみた側面図である。第６図は本発明の
装置に用いられるポンプの一実施例である。第７
図は吸引キヤツプの動きを説明するための図であ
る。 １……ヘツド、１０……吸引キヤツプ、２０…
…モーター、２１……ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 噴射ノズルを備えたノズル端面を有するイン
   クジエツトヘツドと、 該インクジエツトヘツドにインクを供給するイ
   ンク供給源と、 前記ノズル端面に対向する位置に配され、該ノ
   ズル端面と選択的に密着する吸引キヤツプと、 該吸引キヤツプと連通し加圧・減圧を繰り返す
   圧力室と一方向弁をもつポンプと、 該ポンプを作動させるための動力源とを具備
   し、前記ポンプの加圧行程中に、前記動力源を遮
   断し、前記インク供給源から前記インクジエツト
   ヘツドにインクを充填する動作を終了させる制御
   手段を有することを特徴とするインクジエツト記
   録装置。 ２ 前記制御手段は、前記ポンプの加圧行程の下
   死点近傍で動力源を遮断する手段であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のインクジエ
   ツト記録装置。